JP2014505499A - オーバーモールド成形されたフェースシールを有する濾過式フェースピースレスピレータ - Google Patents
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Abstract
【選択図】図3
Description
以下に記載する用語は、次に定義する意味を有する。
「中心線」は、正面から見るときマスクを垂直に二分する線を意味する。
「中央で分離した」は、正面から見るときマスク本体を垂直に二分する線又は平面に沿って互いに分離していることを意味する。
「化学結合」、「化学的接着」、「化学的に接着された」、及び「化学的に結合された」は、原子と分子との間の引力相互作用ガ原因である接着の物理的過程を指し、共有結合及びイオン結合、並びに水素結合及びファンデルワールス結合を含み、結合される表面上の利用可能な官能基、及びそれら表面と接合するように選択された材料(例えば、熱硬化性シリコーン)との反応性に左右され得る場合が多く、結合される表面(例えば、熱可塑性高分子)の前処理を必要としないことがある。
「適合可能」は、順応する十分な柔軟性又は変形能を有し、通用の使用条件からの力又は圧力に応答して、輪郭に合致した、曲がった、又は平たいセグメントを形成する構造体を指す。
「含む(又は、含んでいる)」は、特許専門用語において標準であるその定義を意味し、「含有する」とほぼ同義である開放型専門用語である。
「清浄な空気」は、汚染物質を低減するために濾過された、ある体積の大気中の周囲空気を意味する。
「汚染物質」は、粒子(粉塵、ミスト、及び煙気を含む)、並びに/又は、一般に粒子と見なされないことがあるが(例えば、有機蒸気等)、呼気流中の空気を含む、空気中に懸濁されていることがある他の物質を意味する。
「横断方向の寸法」は、レスピレータを正面から見るとき、レスピレータを左右に横切って横方向に伸長する寸法である。
「外部気体空間」は、吐き出された気体がマスク本体及び/又は呼気弁を通り超えた後に入る周囲大気中の気体空間を意味する。
「濾過式フェースピース」は、マスク本体自体が通過する空気を濾過するように設計され、この目的を達成するためにマスク本体に取り付けられた又は成形された識別可能なフィルタカートリッジ又はインサート成形されたフィルタ要素が別個にないことを意味する。
「フィルタ」又は「濾過層」は、透気性材料の1つ以上の層を意味し、層(単数又は複数)は通過する空気流から汚染物質(粒子など)を低減するという主目的にふさわしい。
「濾過構造体」とは、主に空気を濾過するために設計される構造体を意味する。
「第1の側」は、レスピレータを垂直に二分する平面から横方向に離間し、レスピレータが着用されるとき着用者の頬及び/又は顎の区域に存在する、マスク本体の領域を意味する。
「バリ」は、射出成形ツールのキャビティを形成する異なる構成要素間の境界面で、薄い凸状部として通常的に延在する正常な部分の幾何学形状を超える余材を指す。
「ハーネス」は、マスク本体を着用者の顔面上で支持する助けとなる構造体又は部品の組み合わせを意味する。
「射出成形」は、液体プラスチックを金型キャビティに押し込んで冷却させて固体の部品を作ることを意味する。
「インサート成形」は、成形前にキャビティ内に置かれた部品の周り及びキャビティの中にプラスチックを射出することによる射出成形方法を意味する。
「一体化」は、部分が同時に一緒に作られることを意味する。
「内部気体空間」は、マスク本体と人の顔面との間の空間を意味する。
「相互浸透(interpenetration)」は、液体物質が固体物質の空隙又は空間に浸透する過程を指す。
「分界線」は、折り目、継ぎ目、溶接線、結合線、縫い目線、ヒンジ線、及び/又はそれらの任意の組み合わせを意味する。
「並べて置かれる」は、必ずしも互いに接触している必要はないが、並べて置かれることを意味する。
「マスク本体」は、人の鼻及び口を覆って装着されるよう設計され、かつ外部気体空間から分離された内部気体空間を画定するのを助ける通気性構造体を意味する。
「部材」は、支持構造体に関係して用いられるとき、支持構造体の全体的な構造及び形態に有意に寄与するような大きさの、個別にかつ容易に識別可能な固体部品を意味する。
「複数回ショット成形」は、成形の単一サイクル中に材料が少なくとも2回金型のキャビティに射出される成形を指す。
「オーバーモールド成形」は、既に形成された別の部分又は構成要素に被せて、又はその上に1つの構成要素を成形することを意味する。
「周縁部」は、レスピレータが人に着用されるとき、外部分が一般に、着用者の顔面近位に配置されるマスク本体の外側周辺部分を意味する。
「ポリマー」及び「プラスチック」はそれぞれ、1つ又はそれ以上のポリマーを主に含み、同様に他の成分を含有してもよい材料を意味する。
「複数」は、2つ以上を意味し、
「レスピレータ」とは、人によって着用され、着用者に呼吸するための清浄な空気を提供する、空気濾過装置を意味する。
「レスピレータ構成要素」は、濾過構造体、又は支持構造体の支持部材以外の機械的部品を意味する。
「第2の側」は、マスクを垂直に二分する平面線から離れており(第2の側は第1の側の反対側に位置する)、かつレスピレータを装着したときに着用者の頬及び/又は顎の領域に存在する、マスク本体の領域を意味する。
「単回ショット成形」は、成形の単一サイクル中に材料が1回のみ金型のキャビティに射出される成形を指す。
「ぴったりとしたフィット性」又は「ぴったりとフィットする」とは、本質的に気密な(又は実質的に漏れのない)装着が(マスク本体と着用者の顔面との間に)もたらされることを意味する。
「離間した」とは、物理的に分離するか、又はその間に測定可能な間隔を有することを意味する。
「支持構造体」は、マスクが意図された三次元の形状を保つために十分な構造的完全性を有するように設計され、通常の操作下で、支持する濾過構造体の意図された形状を保つのに役立つ構造を意味する。
「横方向に延びる」は、レスピレータを横切って一般に横方向次元で延びることを意味する。
レスピレータの濾過構造体は、白色不織布スパンボンド(1平方メートル当たり50グラム(gsm))の外層と白色不織布スパンボンド材料(22gsm)の内層との間に、幅254ミリメートル(mm)の標準3M 8511 N 95レスピレータエレクトレットフィルタ材料を2つ積層して形成した。外層と内層はポリプロピレンを含んだ。積層したウェブを、三次元のひだ及びカップ形成を形成する前に、長さ254mmの片に切断した。複雑な3次元のひだを、同じ258.5mmの半径の2つの湾曲を超音波溶接することで形成した。それぞれの湾曲の最も高い箇所の間の距離は40mmであり、湾曲の2つの端部は、202ミリメートル(mm)離れた左点及び右点で合した。第1の湾曲を、積層ウェブの一端部から(from one from one end)76mm離れた第1の折り目線に沿って積層濾材を折ることによって形成した。第2の湾曲を、積層ウェブを第1の折り目線から62mm離れた第2の折り目線で折ることによる第2の湾曲した線に沿って溶接することで形成した。3次元のひだを作る2本の湾曲が形成されると、湾曲した線の外側の余材を除去した。次に、材料を垂直中心線に沿って折り、第2の湾曲した線の中心から51mm離れたところから始めて第3の溶接する湾曲を溶接した。これは、任意の余材を除去し、レスピレータの支持構造体の設計に適合するカップを形成するのに役立った。超音波溶接工程を使用して濾過構造体を作り上げた。超音波溶接を使用して開口部を溶接し切り取ることで、中央開口部を濾過構造体に設けた。得られる濾過構造体は図6に示す構造体に類似する。
レスピレータの支持構造体の試料を、標準射出成形工程を使用して濾過構造体の上にオーバーモールド成形した。図1及び8に示す支持構造体の幾何学形状と一致する雄型半片及び雌型半片を有した単一キャビティを形成した。金型の形態は、濾過構造体を金型の雄型部分に被せて置き成形前に適所に保つことを可能にした。金型設計は、金型の雄型部分と雌型部分との間で隙間を更に含み、濾過構造体の厚さを補正する。
・100% Monoprene 1249D、Teknor Apex(Pawtucket,Rhode Island)製、
・50% Monoprene 1249D及び50% Monoprene 1337A、Teknor Apex(Pawtucket,Rhode Island)製、
・50% Elastocon 2825及び50% Elastocon 2810、Elastocon TPE Technologies(Rochester,IL)製、
・100%ポリプロピレン7823、Total Petochemicals,USA,Inc.(Houston,TX)製。
レスピレータのフェースシールの試料を、標準射出成形工程を使用して、濾過式フェースピースレスピレータの支持構造体の上にオーバーモールド成形した。図1及び2に示すフェースシールの幾何学形状と一致する単一キャビティの雄型半片及び雌型半片を形成した。金型の形態は、マスク本体を金型の雌型部分の中に置き成形前に適所に保つことを可能にした。マスク本体を金型に挿入する前に、鼻クリップを金型の雌型半片のキャビティに入れた。
・バレル温度215℃
・射出時間3.0秒、充填時間0.78秒、射出パック時間1.0秒、待機時間5.0秒、及び冷却時間20
・鼻クリップ及び濾過要素を金型に入れることを含む全体的なサイクル時間は65秒であった
・射出圧力は8960キロニュートン/平方メートル
Claims (18)
- a)ハーネスと、
b)マスク本体であって、
(i)濾過構造体と、
(ii)支持構造体と、を含むマスク本体と、
c)前記マスク本体の前記支持構造体の周縁部の少なくとも一部分にオーバーモールド成形されたフェースシール要素と、
を備える濾過式フェースピースレスピレータ。 - 前記支持構造体の前記オーバーモールド成形された周縁部がギャップ部を有する、請求項1に記載の濾過式フェースピースレスピレータ。
- 前記マスク本体の前記支持構造体の前記周縁部にオーバーモールド成形された前記フェースシール要素によって少なくとも部分的に適所に保持されるレスピレータ構成要素を更に備える、請求項1に記載の濾過式フェースピースレスピレータ。
- 前記少なくとも1つのレスピレータ構成要素が鼻クリップを有する、請求項3に記載の濾過式フェースピースレスピレータ。
- 前記フェースシール要素もまた前記濾過構造体の周縁部にオーバーモールド成形される、請求項1に記載の濾過式フェースピースレスピレータ。
- 前記濾過構造体が、前記フェースシール要素が前記濾過構造体にオーバーモールド成形される前記支持構造体に対し、並べて置かれる、請求項5に記載の濾過式フェースピースレスピレータ。
- 前記フェースシール要素が、半径方向内側に延在する三次元の形態に成形されたフランジを有する、請求項1に記載の濾過式フェースピースレスピレータ。
- 前記フェースシール要素の前記フランジ部分が、使用中に着用者の顔面に適合可能な厚さ約0.5ミリメートル未満のプラスチック材料で作られている、請求項7に記載の濾過式フェースピースレスピレータ。
- 前記周縁構造部材の大部分又は全体が外部から見えないように、前記フェースシール要素が前記周縁構造部材にオーバーモールド成形されている、請求項1に記載の濾過式フェースピースレスピレータ。
- 前記フェースシール要素が、化学結合を含んで前記周縁構造部材に固定される、請求項1に記載の濾過式フェースピースレスピレータ。
- 前記フェースシール要素が、SEBS、メタロセン、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される熱可塑性エラストマで構成される、請求項1に記載の濾過式フェースピースレスピレータ。
- 濾過構造体と、周縁部材を有する支持構造体とを備えるマスク本体を準備することと、
前記周縁部材の少なくとも一部分にフェースシール要素をオーバーモールド成形することと、
を含む、濾過式フェースピースレスピレータの製作方法。 - 前記支持構造体が、前記フェースシール要素のオーバーモールド成形前に前記濾過構造体に成形される、請求項12に記載の方法。
- 前記フェースシール要素の前記オーバーモールド成形が、前記濾過構造体の前記成形とほぼ同時に行なわれる、請求項12に記載の方法。
- 最初にプリフォームが準備され、次に前記プリフォームに支持構造体が接合される、請求項12に記載のレスピレータ。
- 前記支持構造体が前記プリフォームに接合された後、前記フェースシール要素が前記支持構造体の前記周縁部にオーバーモールド成形される、請求項15に記載の方法。
- 前記プリフォームが前記支持構造体の成形工程後にトリミングされる、請求項13に記載の方法。
- a)1つ以上のストラップを有するハーネスと、
b)マスク本体であって、
(i)1層以上の濾材と少なくとも1つのカバーウェブとを有する濾過構造体と、
(ii)周縁部材と、前記マスク本体を横切って延在する少なくとも1つの部材と、を有する支持構造体と、を含むマスク本体と、
c)前記周縁部材の少なくとも一部分及び前記濾過構造体の一部分にオーバーモールド成形されたフェースシール要素と、
を備える濾過式フェースピースレスピレータ。
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